(57)【要約】  バッテリの劣化検出の精度をより向上することができる車両用電源装置。この車両用電源装置（１００）は、車両に搭載される発電機（１１０）と、発電機（１１０）にて発電される電力を蓄える高電圧の第１バッテリ（１２０）と、発電機（１１０）および第１バッテリ（１２０）と電装品（１８０）との間に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータ（１４０）と、第１バッテリ（１２０）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１４０）を介して接続される、第１バッテリ（１２０）よりも低電圧の第２バッテリ（１３０）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１４０）を制御する電源ＥＣＵ（１５０）と、を備える。電源ＥＣＵ（１５０）は、第１バッテリ（１２０）の持ち出しが予測される条件を満たす場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を増加させ、第１バッテリ（１２０）の劣化検出に必要なパラメータを測定し、第１バッテリ（１２０）の劣化を判定する。
2011121975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される発電機と、
前記発電機に接続され、前記発電機にて発電される電力を蓄える、高電圧の第１バッテリと、
前記発電機および前記第１バッテリと電装品との間に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１バッテリと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続される、前記第１バッテリよりも低電圧の第２バッテリと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を制御する制御手段と、
前記制御手段による前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの制御に同期し、前記第１バッテリの劣化検出に必要なパラメータを測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果を用いて、前記第１バッテリの劣化を判定する判定手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記第１バッテリの持ち出しが予測される条件を満たす場合に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を増加させる、あるいは、
車両減速時に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを一時的に停止させる、
車両用電源装置。
【請求項２】
前記第１バッテリは、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリまたは鉛バッテリであり、前記第２バッテリは、鉛バッテリである、請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項３】
前記第１バッテリには、電動コンプレッサが接続され、
前記第１バッテリの持ち出しが予測される条件は、前記電動コンプレッサもしくは前記電装品がＯＮされること、または、前記電動コンプレッサの消費電力が増加することである、
請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項４】
前記第１バッテリには、電動コンプレッサが接続され、
前記制御手段は、車両減速時に、前記電動コンプレッサおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を一時的に停止させる、
請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項５】
前記測定手段は、前記制御手段による前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの制御に同期して、前記第１バッテリの複数点の電流と電圧を測定する、
請求項１記載の車両用電源装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記測定手段の測定結果を用いて、前記第１バッテリの内部抵抗を算出し、所定の判定値と比較して、前記第１バッテリの劣化を判定する、
請求項５記載の車両用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両に用いられる車両用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点からハイブリッドカーおよび電気自動車が注目されており、その開発が急速に進められている。これらの自動車は、二次電池を有する電源からの直流電力を交流電力に変換して、交流電力によりモータを駆動することによって、駆動輪の駆動力を得る構成を有する。なお、通常、ハイブリッドカーは、エンジンと電動機とを共用する電気自動車であり、広義では電気自動車の一種である。したがって、本明細書では、便宜上、特に断らない限り、「電気自動車」という用語を、ハイブリッドカーを含む広義の意味で使用する。【０００３】
このような電気自動車においては、特に、走行距離やバッテリ寿命などをより正確に把握するために、バッテリの劣化検出の精度を高めることが求められている。【０００４】
従来、車両のバッテリ劣化判定装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、バッテリに接続された電気負荷が使用されたときに、その後に検出されるバッテリ電圧の電圧変化を算出し、算出した電圧変化と所定の判定値とを比較してバッテリの劣化判定を行う技術が開示されている。電気負荷は、例えば、エアコンやパワステ、ヘッドライト、ブレーキランプ、ラジエータファンなどである。電圧変化は、所定時間の電圧の変化（つまり、電圧変化の傾き）、または、電気負荷に対するバッテリ電圧の落ち込みとして算出される。この構成により、特許文献１の技術では、バッテリの劣化としてバッテリの経時変化を精度良く検出して、バッテリ上がりによる始動不良やエンジンストールなどが発生する事態を速やかにドライバに警告できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１４２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来のバッテリ劣化判定装置においては、バッテリの劣化検出が、より良い条件で精度良く実施されているとはいえない。なぜなら、電気負荷としてのエアコンやパワステ、ヘッドライトなどでは、そもそも、負荷の大きさが限られている。そのため、ただ単に、このような電気負荷が使用されたときに、その後のバッテリ電圧の電圧変化を算出するだけでは、必ずしも、バッテリの劣化を高精度に検出できる状況が創出されているとは限らないからである。したがって、バッテリの劣化検出の精度向上には一定の限界がある。【０００７】
本発明の目的は、バッテリの劣化検出の精度をより向上することができる車両用電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用電源装置は、車両に搭載される発電機と、前記発電機に接続され、前記発電機にて発電される電力を蓄える、高電圧の第１バッテリと、前記発電機および前記第１バッテリと電装品との間に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１バッテリと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続される、前記第１バッテリよりも低電圧の第２バッテリと、前記第１バッテリの持ち出しが予測される条件を満たす場合に、前記第１バッテリから前記第２バッテリへの電力供給が行われるよう、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を制御する制御手段と、前記制御手段による前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの制御動作に同期して、前記第１バッテリの劣化検出に必要なパラメータを測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果を用いて、前記第１バッテリの劣化を判定する判定手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バッテリの劣化検出の精度をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用電源装置を含む電源システムの構成を示すブロック図
【図２】図１の電源システムにおいて第１バッテリからの持ち出しが予測される条件の一例を示す図
【図３】図１の電源システムの全体動作を示すメインフローチャート
【図４】図３のバッテリ状態検出処理の内容を示すフローチャート
【図５】図３のバッテリ状態制御処理の内容を示すフローチャート
【図６】図５の第１バッテリＳＯＣ制御処理の内容を示すフローチャート
【図７】図５の第２バッテリＳＯＣ制御処理の内容を示すフローチャート
【図８】図３の回生発電制御処理の内容を示すフローチャート
【図９】図８のＤＣ／ＤＣコンバータ出力制御処理の内容を示すフローチャート
【図１０】図３の放電時劣化検出処理の内容を示すフローチャート
【図１１】図３の放電時劣化検出処理の内容を説明するための概略図
【図１２】本発明の実施の形態２に係る電源システムの全体動作を示すメインフローチャート
【図１３】図１２のバッテリ状態制御処理の内容を示すフローチャート
【図１４】図１３の第１バッテリＳＯＣ制御処理の内容を示すフローチャート
【図１５】図１３の第２バッテリＳＯＣ制御処理の内容を示すフローチャート
【図１６】図１２の回生発電制御および充電時劣化検出処理の内容を示すフローチャート
【図１７】図１６に示す充電時劣化検出処理の内容を説明するための概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１では、放電時のバッテリの劣化検出について説明する。図１は、本実施の形態に係る車両用電源装置を含む電源システムの構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示す電源システム１００は、発電機１１０、２つのバッテリ（第１バッテリ１２０と第２バッテリ１３０）、２つの電流センサ１２２、１３２、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、１７２、電源ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１５０、スタータ１６０、スタータリレー１６２、電動コンプレッサ１７０、および車載の他の一般負荷（電装品）１８０を有する。上記構成要素のうち、２つのバッテリ１２０、１３０、２つの電流センサ１２２、１３２、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、１７２、および電源ＥＣＵ１５０は、電源装置を構成する。なお、以下では、スタータ１６０および電動コンプレッサ１７０ならびに他の一般負荷（電装品）１８０を総称して「電気負荷」と呼ぶことにする。
【００１４】
発電機１１０は、車両の減速時に、図示しないエンジンの回転が伝達されて発電し、回生エネルギの電力を出力する。例えば、発電機１１０は、ＩＣレギュレータ付きの大容量オルタネータ（例えば、１５０Ａクラス）であり、エンジンによってベルト駆動されて、電源ＥＣＵ１５０から指示された電圧（例えば、４２Ｖの電圧）を発生する。また、電源ＥＣＵ１５０の制御により、車両の減速時以外にも、必要に応じて、発電機１１０を強制的に駆動（発電）させることも可能である（強制発電）。発電機１１０は、第１バッテリ１２０および２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、１７２にそれぞれ接続されている。
【００１５】
なお、本実施の形態では、発電機１１０としてオルタネータを用いているが、これに限定されない。例えば、発電機１１０として、オルタネータに代えて、モータジェネレータを採用することも可能である。モータジェネレータは、１台で電動機（モータ）の機能と発電機（ジェネレータ）の機能とを兼ね備えたものである。また、発電機１１０は、エンジンによるベルト駆動に代えて、例えば、車軸やクランク軸などに、ギヤやベルトなどの伝達手段によって接続したり、あるいは、直接連結したりしてもよい。
【００１６】
第１バッテリ１２０は、発電機１１０および２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、１７２にそれぞれ接続されており、車両減速時に発電機１１０にて発生した回生エネルギを回収・蓄電し、電気負荷（主に電動コンプレッサ１７０と一般負荷１８０）および第２バッテリ１３０への電力供給を行う。第１バッテリ１２０は、回生エネルギの回収を効率的に行うために、充電電流が大きくなる充電受入性に優れた、高電圧の高性能バッテリであることが好ましい。例えば、第１バッテリ１２０は、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリなどであり、回生エネルギを効率良く充電できるように高電圧（例えば、３６Ｖ）を発生する。高電圧のバッテリを使用することにより、高い電圧での充電が可能となり、回生エネルギの回収を効率的に行うことができる。なお、第１バッテリ１２０は、本システムにおいてメインバッテリとして機能するものであり、後述するように、本実施の形態では、このメインバッテリ（第１バッテリ１２０）の劣化を検出することを目的としている。
【００１７】
第２バッテリ１３０は、例えば、公称電圧１２Ｖの一般的な鉛バッテリであり、１２〜１３Ｖの電圧を発生し、電気負荷（主にスタータ１６０と一般負荷１８０）への電力供給を行う。第２バッテリ１３０は、発電機１１０または第１バッテリ１２０からの電力供給を受けて充電される。第２バッテリ１３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、一般負荷１８０、およびスタータリレー１６２にそれぞれ接続されている。なお、第２バッテリ１３０は、鉛バッテリに限定されるわけではなく、例えば、鉛バッテリに代えて、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリなどを用いることも可能である。
【００１８】
電流センサ１２２は、第１バッテリ１２０の状態を検出するために第１バッテリ１２０の充放電電流を測定するための電流センサである。また、電流センサ１３２は、第２バッテリ１３０の状態を検出するために第２バッテリ１３０の充放電電流を測定するための電流センサである。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、例えば、内蔵するパワートランジスタのスイッチング動作に従って、入力側の電圧を降圧または昇圧して出力側に供給する。本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、主に、入力した直流電圧（発電機１１０の出力電圧または第１バッテリ１２０の出力電圧）をこれよりも低い別の直流電圧に変換して出力する降圧方向タイプのＤＣ／ＤＣコンバータとして機能する。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、３６Ｖ（入力側つまり第１バッテリ１２０側）の電圧を１２Ｖ程度（出力側つまり第２バッテリ１３０側）の電圧に降圧する。より具体的には、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、入力電圧として、３６Ｖの電圧を入力し、出力電圧として、１２.５〜１４.５Ｖの電圧を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧は、電源ＥＣＵ１５０によって制御される。例えば、通常は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１２.５Ｖに制御して一般負荷１８０への電力供給を行うが、第２バッテリ１３０を充電する場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１４.５Ｖに制御する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧は、第２バッテリ１３０への充電制御を行うために、１２.５〜１４.５Ｖの範囲で制御可能である。
【００２０】
一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７２は、主に、入力した直流電圧（発電機１１０の出力電圧または第１バッテリ１２０の出力電圧）をこれよりも高い別の直流電圧に変換して出力する昇圧方向タイプのＤＣ／ＤＣコンバータとして機能する。例えば、電動コンプレッサ１７０の定格電圧を２００〜３００Ｖとした場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７２は、３６Ｖ（入力側つまり第１バッテリ１２０側）の電圧を２００〜３００Ｖ（出力側つまり電動コンプレッサ１７０側）の電圧に昇圧する。なお、第１バッテリ１２０として、さらに高電圧（例えば、２００〜３００Ｖ）のバッテリを用いる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７２を省略することができる。
【００２１】
電源ＥＣＵ１５０は、当該電源システム１００を総合的に制御する。具体的には、例えば、電源ＥＣＵ１５０は、各ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、１７２のＯＮ（始動）／ＯＦＦ（停止）および出力電圧の制御を行う。また、電源ＥＣＵ１５０は、電動コンプレッサ１７０のＯＮ（始動）／ＯＦＦ（停止）および出力制御を行う。また、電源ＥＣＵ１５０は、各バッテリ１２０、１３０の電圧および充放電電流を測定し、電流積算によって各バッテリ１２０、１３０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。また、電源ＥＣＵ１５０は、発電機１１０を制御する。また、電源ＥＣＵ１５０は、所定のタイミングで放電時における第１バッテリ１２０の電流と電圧を同時に測定（サンプリング）し、内部抵抗を算出することによって、第１バッテリ１２０の劣化を検出する。また、電源ＥＣＵ１５０は、後述する他の制御を行う。電源ＥＣＵ１５０の制御内容については、図３以降のフローチャートを用いて、後で詳述する。なお、電源ＥＣＵ１５０は、マイクロコンピュータにより構成され、具体的には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムを記録したＲＯＭ（Read Only Memory）、およびプログラム実行用のＲＡＭ（Random Access Memory）から構成されている。
【００２２】
スタータ１６０は、エンジンを始動（クランキング）する際に使用されるモータである。スタータ１６０は、走行途中に停車してアイドリングストップした後のエンジン再始動にも使用される。スタータ１６０への通電は、エンジンの始動スイッチである図示しないイグニッション（ＩＧ）スイッチをエンジンスタート位置（ＳＴ位置）に投入してスタータリレー１６２をＯＮすることによって行われる。
【００２３】
電動コンプレッサ１７０は、内蔵したモータによって駆動されるコンプレッサであり、空調装置（エアコン）の一部を構成する。電動コンプレッサ１７０の定格電圧は、例えば、２００〜３００Ｖであり、車載の電気負荷の中で最も高い負荷を有する。本実施の形態では、後述するように、バッテリの劣化を高精度に検出できる状況を創出するために、最も負荷が高い電動コンプレッサ１７０を利用する。なお、電動コンプレッサ１７０は、電気で駆動されるため、多くの場合、回生エネルギを蓄電するバッテリを有する回生システムとセットで用いられる。電動コンプレッサを使用しないシステムでは、電動コンプレッサに代えて、他の高負荷の電装品を利用することができる。もちろん、電動コンプレッサを使用するシステムであっても、電動コンプレッサと共に、他の高負荷の電装品を利用することができる。
【００２４】
一般負荷１８０は、例えば、車両に搭載される各種ランプ類やワイパ、オーディオ機器、ナビゲーション装置、空調装置（電動コンプレッサ１７０を除く）などである。
【００２５】
本実施の形態では、複数のデバイス、例えば、発電機１１０、高電圧のメインバッテリである第１バッテリ１２０（ニッケル水素バッテリまたはリチウムイオンバッテリ）、降圧タイプのＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、公称電圧１２Ｖの一般的な鉛バッテリである第２バッテリ１３０、および電動コンプレッサ１７０から回生システムを構成する。
【００２６】
また、電気負荷は負荷がより大きいほうがより正確にバッテリの劣化を検出できることに鑑み、複数のデバイス（例えば、電動コンプレッサ１７０／電装品１８０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４０）を制御して、同時に電力負荷がかかる状況を積極的（強制的）に創出することによって、第１バッテリ１２０からより大きい電力を出力（放電）させて、第１バッテリ１２０の劣化を高精度に検出する。具体的には、まず、第１バッテリ１２０の劣化を高精度に検出できるための状況を積極的に創出する。例えば、電動コンプレッサ１７０がＯＮされた時もしくはその電力消費量が上昇した時、または、ヘッドライトなどの電装品（一般負荷）１８０がＯＮされた時に、電動コンプレッサ１７０または電装品１８０の電力消費とタイミングを合わせて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を増加させて、第２バッテリ１３０にも電力を供給するようにして、第１バッテリ１２０からの出力電力をより大きくする。そして、第１バッテリ１２０からの出力電力がより大きくなる瞬間に第１バッテリ１２０の電流と電圧を同時に測定し、測定結果から第１バッテリ１２０の内部抵抗を算出して、第１バッテリ１２０の劣化を検出する。
【００２７】
ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を増加させるタイミングとしては、電動コンプレッサ１７０または電装品１８０の電力消費とタイミングと合わせるべく、第１バッテリ１２０からの持ち出しが予測される条件を満たしたときに、これと同期してＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を増加させる。第１バッテリ１２０からの持ち出しが予測される条件は、例えば、実験などにより、あらかじめ設定されている。かかる条件の一例は、例えば、図２に示す通りである。
【００２８】
次いで、上記構成を有する電源システム１００の動作について、図３〜図１１を用いて説明する。ここで、図３は、図１の電源システムの全体動作を示すメインフローチャート、図４は、図３のバッテリ状態検出処理の内容を示すフローチャート、図５は、図３のバッテリ状態制御処理の内容を示すフローチャート、図６は、図５の第１バッテリＳＯＣ制御処理の内容を示すフローチャート、図７は、図５の第２バッテリＳＯＣ制御処理の内容を示すフローチャート、図８は、図３の回生発電制御処理の内容を示すフローチャート、図９は、図８のＤＣ／ＤＣコンバータ出力制御処理の内容を示すフローチャート、図１０は、図３の放電時劣化検出処理の内容を示すフローチャート、図１１は、図３の放電時劣化検出処理の内容を説明するための図である。なお、図３〜図１０のフローチャートは、ＲＯＭなどの記憶装置に制御プログラムとして記憶されており、ＣＰＵによって実行される。
【００２９】
まず、ステップＳ１０００で、電源ＥＣＵ１５０は、図示しないイグニッション（ＩＧ）スイッチがＯＮされたか否かを判断する。具体的には、電源ＥＣＵ１５０は、イグニッションスイッチがエンジンスタート位置（ＳＴ位置）に投入された場合に、イグニッションスイッチがＯＮされたと判断する。この判断の結果として、イグニッションスイッチがＯＮされた場合は（Ｓ１０００：ＹＥＳ）、ステップＳ２０００に進み、イグニッションスイッチがＯＮされていない場合は（Ｓ１０００：ＮＯ）、待機する。
【００３０】
ステップＳ２０００では、電源ＥＣＵ１５０は、エンジンを始動させる。具体的には、電源ＥＣＵ１５０は、スタータリレー１６２をＯＮして、第２バッテリ１３０からスタータ１６０を通電させる。これにより、エンジンが始動する。
【００３１】
次に、ステップＳ３０００で、電源ＥＣＵ１５０は、バッテリ状態検出処理を行う。このバッテリ状態検出処理の内容は、図４のフローチャートに示す通りである。
【００３２】
まず、ステップＳ３１００で、電源ＥＣＵ１５０は、バッテリの測定を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の電流（Ｉ１）と電圧（Ｖ１）を測定するとともに、第２バッテリ１３０の電流（Ｉ２）と電圧（Ｖ２）を測定する。第１バッテリ１２０の電流（Ｉ１）は、電流センサ１２２によって検出され、第２バッテリ１３０の電流（Ｉ２）は、電流センサ１３２によって検出される。
【００３３】
そして、ステップＳ３２００で、電源ＥＣＵ１５０は、バッテリ状態の算出を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１５０は、例えば、電流センサ１２２の検出結果（充放電の電流値）を積算して第１バッテリ１２０のＳＯＣ（以下「ＳＯＣ１」と表記する）を算出し、また、電流センサ１３２の検出結果（充放電の電流値）を積算して第２バッテリ１３０のＳＯＣ（以下「ＳＯＣ２」と表記する）を算出する。このように、バッテリに流れ込む電流とバッテリから流れ出す電流を積算することによって（いわゆるクーロンカウント処理）、バッテリのＳＯＣを算出することができる。なお、バッテリ１２０、１３０のＳＯＣの算出方法は、クーロンカウント処理に限定されず、他の周知の任意の方法を採用することができる。その後、制御手順は、図３のメインフローチャートにリターンする。
【００３４】
次に、ステップＳ４０００で、電源ＥＣＵ１５０は、バッテリ状態制御処理を行う。このバッテリ状態制御処理では、バッテリ１２０、１３０の充電状態ＳＯＣ１、ＳＯＣ２が低下し過ぎるとバッテリ１２０、１３０の劣化が進むため、各バッテリ１２０、１３０の充電状態ＳＯＣ１、ＳＯＣ２が所定値以下にならないように各バッテリ１２０、１３０の充電状態ＳＯＣ１、ＳＯＣ２を制御する。このバッテリ状態制御処理の内容は、図５のフローチャートに示す通りである。
【００３５】
まず、ステップＳ４１００で、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリＳＯＣ制御処理を行う。この第１バッテリＳＯＣ制御処理では、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１を一定の範囲内に制御する。ここで、「一定の範囲」は、第１バッテリ１２０の特性を考慮して、決定される。例えば、リチウムイオンバッテリの場合、ＳＯＣは高すぎても低すぎても劣化が進むため、通常、リチウムイオンバッテリは、ＳＯＣが適当な範囲（例えば、４０〜６０％）内にある状態で使用される。本実施の形態では、この範囲の上限と下限をそれぞれ５％狭めて、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１を４５〜５５％の範囲内に制御する（下限値＝４５％、上限値＝５５％）。また、例えば、第１バッテリ１２０がリチウムイオンバッテリの場合を想定して、回生発電による充電の余地を残すために、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が４５％以上５０％未満の範囲で発電機１１０の強制発電のＯＮ（開始）／ＯＦＦ（停止）を切り替える。この第１バッテリＳＯＣ制御処理の内容は、図６のフローチャートに示す通りである。
【００３６】
まず、ステップＳ４１１０で、電源ＥＣＵ１５０は、発電機１１０が強制発電中であるか否かを判断する。この判断の結果として、発電機１１０が強制発電中である場合は（Ｓ４１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ４１２０に進み、発電機１１０が強制発電中でない場合は（Ｓ４１１０：ＮＯ）、ステップＳ４１５０に進む。
【００３７】
ステップＳ４１２０では、電源ＥＣＵ１５０は、さらに、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が５０％以上であるか否かを判断する。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が５０％未満である場合は（Ｓ４１２０：ＮＯ）、ステップＳ４１３０に進み、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が５０％以上である場合は（Ｓ４１２０：ＹＥＳ）、ステップＳ４１４０に進む。
【００３８】
ステップＳ４１３０では、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が５０％未満であるため、発電機１１０の強制発電を継続する。これにより、発電機１１０にて強制的に発電された電力が、第１バッテリ１２０に充電される。その後、制御手順は、ステップＳ４１５０に進む。
【００３９】
一方、ステップＳ４１４０では、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が５０％以上であるため、回生発電による充電の余地を残すべく、発電機１１０の強制発電を停止する。これにより、発電機１１０にて強制的に発電された電力の第１バッテリ１２０への充電が、停止される。その後、制御手順は、ステップＳ４１５０に進む。
【００４０】
ステップＳ４１５０では、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が４５％未満であるか否かを判断する。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が４５％未満である場合は（Ｓ４１５０：ＹＥＳ）、ステップＳ４１６０に進み、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が４５％以上である場合は（Ｓ４１５０：ＮＯ）、直ちに図５のフローチャートにリターンする。
【００４１】
ステップＳ４１６０では、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が４５％未満に低下したため、発電機１１０の強制発電を開始する。これにより、発電機１１０にて強制的に発電された電力が、第１バッテリ１２０に充電される。その後、制御手順は、図５のフローチャートにリターンする。
【００４２】
次に、ステップＳ４２００で、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリＳＯＣ制御処理を行う。この第２バッテリＳＯＣ制御処理では、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２を一定の範囲内に制御する。ここで、「一定の範囲」は、第２バッテリ１３０の特性を考慮して、決定される。例えば、鉛バッテリの場合、ＳＯＣが満充電（１００％）の状態から低下するほどバッテリの劣化が進むため、通常、鉛バッテリは、満充電（ＳＯＣ＝１００％）に近い状態で使用される。本実施の形態では、例えば、第２バッテリ１３０が鉛バッテリの場合を想定して、回生発電による充電の余地を残すために、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９０％以上Ａ％（通常は９５％）未満の範囲で第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への強制充電のＯＮ（開始）／ＯＦＦ（停止）を切り替える。この強制充電のＯＮ（開始）／ＯＦＦ（停止）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を制御することによって切り替えられる。この第２バッテリＳＯＣ制御処理の内容は、図７のフローチャートに示す通りである。
【００４３】
まず、ステップＳ４２１０で、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０が強制充電中であるか否かを判断する。この判断の結果として、第２バッテリ１３０が強制充電中である場合は（Ｓ４２１０：ＹＥＳ）、ステップＳ４２２０に進み、第２バッテリ１３０が強制充電中でない場合は（Ｓ４２１０：ＮＯ）、ステップＳ４２５０に進む。
【００４４】
ステップＳ４２２０では、電源ＥＣＵ１５０は、さらに、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が所定値Ａ％以上であるか否かを判断する。ここで、「所定値Ａ」は、通常は、例えば、９５（％）に設定される。ただし、第１バッテリ１２０からの持ち出しが起こることが予測される場合には（図２参照）、例えば、所定値Ａを９２（％）に設定して、常に第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２を下げ気味にしておく。これにより、第２バッテリ１３０は、いつでも充電しやすい（つまり、充電電流が大きくなる）状態に設定されることになり、第１バッテリ１２０の劣化検出の際に第１バッテリ１２０からの放電電流を大きくすることができる。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２がＡ％未満である場合は（Ｓ４２２０：ＮＯ）、ステップＳ４２３０に進み、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２がＡ％以上である場合は（Ｓ４２２０：ＹＥＳ）、ステップＳ４２４０に進む。
【００４５】
ステップＳ４２３０では、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２がＡ％未満であるため、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への強制充電を継続する。すなわち、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１４.５Ｖに維持する。これにより、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への充電が、強制的に行われる。その後、制御手順は、ステップＳ４２５０に進む。
【００４６】
一方、ステップＳ４２４０では、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２がＡ％以上であるため、回生発電による充電の余地を残すべく、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への強制充電を停止する。すなわち、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１２.５Ｖに戻す。これにより、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への充電が、停止される。その後、制御手順は、ステップＳ４１５０に進む。
【００４７】
ステップＳ４２５０では、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９０％未満であるか否かを判断する。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９０％未満である場合は（Ｓ４２５０：ＹＥＳ）、ステップＳ４２６０に進み、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９０％以上である場合は（Ｓ４２５０：ＮＯ）、直ちに図３のメインフローチャートにリターンする。
【００４８】
ステップＳ４２６０では、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ３が９０％未満に低下したため、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への強制充電を開始する。すなわち、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１４.５Ｖに上げる。これにより、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０に電力が供給され、第２バッテリ１３０が強制的に充電される。その後、制御手順は、図３のメインフローチャートにリターンする。
【００４９】
次に、ステップＳ５０００で、電源ＥＣＵ１５０は、回生発電制御を行う。この回生発電制御の内容は、図８のフローチャートに示す通りである。
【００５０】
まず、ステップＳ５１００で、電源ＥＣＵ１５０は、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、車両が減速中である、か否かを判断する。ここで、車速が所定値以上であるか否かを判断するのは、現在の車速が回生発電に適しているか否か、つまり、回生発電に必要な運動エネルギが車両にあるか否かを判断するためである。回生エネルギは車両の運動エネルギを電気エネルギに変換したものあり、車速が低いと運動エネルギも小さいため、回生エネルギ量は期待できない。また、車両が減速中であるか否かは、例えば、車両の車速情報に基づいて、または、ブレーキの踏み込み度（ブレーキが踏まれているか否か）に基づいて判断される。この判断の結果として、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、車両が減速中である場合は（Ｓ５１００：ＹＥＳ）、ステップＳ５２００に進み、そうでない場合、つまり、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）未満であり、または、車両が減速中でない（つまり、加速時や定常走行時、アイドリング時など）場合は（Ｓ５１００：ＮＯ）、直ちに図３のメインフローチャートにリターンする。
【００５１】
ステップＳ５２００では、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の充電状態（ＳＯＣ１）が所定値（例えば、５５％）以下であるか否かを判断する。この所定値（５５％）は、上記の上限値である。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態（ＳＯＣ１）が所定値（５５％）を超えている場合は（Ｓ５２００：ＮＯ）、ステップＳ５３００に進み、第１バッテリ１２０の充電状態（ＳＯＣ１）が所定値（５５％）以下である場合は（Ｓ５２００：ＹＥＳ）、ステップＳ５４００に進む。
【００５２】
ステップＳ５３００では、電源ＥＣＵ１５０は、発電機１１０の発電を停止させる。その後、制御手順は、図３のメインフローチャートにリターンする。
【００５３】
一方、ステップＳ５４００では、電源ＥＣＵ１５０は、発電機１１０に対して発電制御を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１５０は、発電機１１０への出力指令値を目標値に設定して出力する。ここで、「目標値」は、第１バッテリ１２０を充電するのに必要な電圧であり、例えば、３６Ｖのリチウムイオンバッテリの場合、４２Ｖである。
【００５４】
そして、ステップＳ５５００で、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０に対して出力制御を行う。この出力制御の内容は、図９のフローチャートに示す通りである。
【００５５】
まず、ステップＳ５５１０で、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が１００％未満であるか否かを判断する。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が１００％未満である場合は（Ｓ５５１０：ＹＥＳ）、ステップＳ５５２０に進み、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が１００％以上である場合は（Ｓ５５１０：ＮＯ）、ステップＳ５５３０に進む。
【００５６】
ステップＳ５５２０では、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０が満充電（ＳＣ２＝１００％）でないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を初期値（１２.５Ｖ）よりも高い１４.５Ｖに上げる。これにより、発電機１１０にて発電された回生電力が、第１バッテリ１２０のみならず、第２バッテリ１３０にも充電される。その後、制御手順は、図３のメインフローチャートにリターンする。
【００５７】
一方、ステップＳ５５３０では、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０が満充電（ＳＣ２＝１００％）であるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を初期値（１２.５Ｖ）に戻す。鉛バッテリは、過充電によっても劣化が進むためである。その後、制御手順は、図３のメインフローチャートにリターンする。
【００５８】
次に、ステップＳ６０００で、電源ＥＣＵ１５０は、放電時劣化検出処理を行う。この放電時劣化検出処理の内容は、図１０のフローチャートに示す通りである。
【００５９】
まず、ステップＳ６１００で、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０からの持ち出しが予測されるか否かを判断する。この判断は、例えば、図２に示す所定の条件を満たすか否かを判定することによって行われる。例えば、図２に示す例において、電動コンプレッサ１７０に関して、車室内の温度が一定時間（例えば、１分間）に一定温度（例えば、５℃）以上上昇した場合には、ユーザがエアコンをＯＮしたり（エアコンＯＦＦの場合）またはエアコンの出力をアップしたり（エアコンＯＮの場合）することが予想され、その後、実際に、エアコンがＯＮされまたはエアコンの出力がアップされることによって、第１バッテリ１２０からの持ち出しが発生する。電動コンプレッサ１７０以外に、比較的消費電力が大きい電装品１８０（例えば、ヘッドライトやパワステ、ブレーキランプ、ワイパーなど）に関しても、図２に示すような条件を満たす場合に、第１バッテリ１２０からの持ち出しが予測される。この判断の結果として、第１バッテリ１２０からの持ち出しが予測される場合は（Ｓ６１００：ＹＥＳ）、ステップＳ６２００に進み、第１バッテリ１２０からの持ち出しが予測されない場合は（Ｓ６１００：ＮＯ）、直ちに図２のメインフローチャートにリターンする。
【００６０】
ステップＳ６２００では、電源ＥＣＵ１５０は、さらに、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％以下であるか否かを判断する。これは、第２バッテリ１３０（鉛バッテリ）が電力を吸い易い（つまり、電力供給を受け易い）状態にあるか否かを判定するためである。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％以下である場合は（Ｓ６２００：ＹＥＳ）、ステップＳ６３００に進み、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％を超えている場合は（Ｓ６２００：ＮＯ）、直ちに図２のメインフローチャートにリターンする。
【００６１】
ステップＳ６３００では、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力増加制御を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を初期値（１２.５Ｖ）から１４.５Ｖに上昇（増加）させる。これにより、第１バッテリ１２０から、電動コンプレッサ１７０または電装品１８０のみならず、第２バッテリ１３０にも電力が供給されるようになり、電動コンプレッサ１７０または電装品１８０での電力消費開始のタイミングに合わせて（つまり同期して）第２バッテリ１３０にも電力供給が開始されるため、第１バッテリ１２０からより大きい電力が出力（放電）される状況が、強制的（積極的）に創出されることになる。例えば、図１１（Ａ）に概略的に示すように、電動コンプレッサ１７０のみを駆動した場合に比べて、電動コンプレッサ１７０の駆動に加えてＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を増加させた場合には、より大きな電力（電流）が出力されている。
【００６２】
そして、ステップＳ６４００で、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０に対して電流と電圧の同時測定を行う。このとき、電源ＥＣＵ１５０は、例えば、図１１（Ａ）に概略的に示すように、第１バッテリ１２０からの出力電力が大きくなる瞬間に、第１バッテリ１２０の電流と電圧を同時に測定できることになる。電流と電圧の測定は、少なくとも２点について行う。
【００６３】
そして、ステップＳ６５００で、電源ＥＣＵ１５０は、劣化判定を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１５０は、ステップＳ６４００で測定した複数点の電流と電圧を用いて、次の式（１）により、内部抵抗ｒを算出する。内部抵抗ｒは、バッテリ劣化の指標の１つである。例えば、図１１（Ｂ）に概略的に示すように、電流と電圧を座標軸として、測定した複数点の電流と電圧をその座標平面上にプロットすると、近似直線の傾きが内部抵抗ｒとなる。図１１に示す２点の測定値（−１００Ａ，３０Ｖ）、（−３００Ａ，２８Ｖ）を用いて、式（１）を解くと、内部抵抗ｒは、ｒ＝０.０１Ωとなる。式（１）を内部抵抗ｒについて解くためには、最低２点の測定が必要であるが、劣化判定の精度を上げるためには３点以上の測定を行うようにしてもよい。
Ｅ＋ｒＩ＝Ｖ          …（１）
ここで、Ｅ：起電力
ｒ：内部抵抗
Ｉ：電流
Ｖ：電圧
【００６４】
また、電源ＥＣＵ１５０は、算出した内部抵抗ｒを所定の判定値と比較して、第１バッテリ１２０の劣化の有無を判定する。判定の結果は、ＲＡＭなどの記憶装置に格納されるとともに、ユーザに警告される。その後、制御手順は、図３のメインフローチャートにリターンする。
【００６５】
次に、ステップＳ７０００で、電源ＥＣＵ１５０は、イグニッション（ＩＧ）スイッチがＯＦＦされたか否かを判断する。この判断の結果として、イグニッションスイッチがＯＦＦされた場合は（Ｓ７０００：ＹＥＳ）、ステップＳ８０００に進み、イグニッションスイッチがＯＦＦされていない場合は（Ｓ７０００：ＮＯ）、ステップＳ３０００に戻る。
【００６６】
ステップＳ７０００では、電源ＥＣＵ１５０は、エンジンを停止させる。具体的には、電源ＥＣＵ１５０は、エンジンを停止させる制御信号を、エンジンの動作を制御する図示しないエンジンＥＣＵに出力する。これにより、エンジンが停止する。
【００６７】
このように、本実施の形態によれば、複数のデバイス（例えば、電動コンプレッサ１７０／電装品１８０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４０）を制御して、同時に電力負荷がかかる状況を積極的（強制的）に創出することによって、第１バッテリ１２０からより大きい電力を出力（放電）させることができる。そのため、第１バッテリ１２０の劣化を高精度に検出することができる。
【００６８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、充電時のバッテリの劣化検出について説明する。なお、本実施の形態の電源システムの構成は、図１に示した実施の形態１に係る車両用電源装置を含む電源システムの構成と同一である。本実施の形態は、実施の形態１と比較して、電源ＥＣＵ１５０におけるバッテリ状態制御、回生発電制御及びバッテリの劣化検出が異なる。
【００６９】
次に、本実施の形態に係る電源システム１００の動作について、図１２〜図１７を用いて説明する。ここで、図１２は、図１の電源システムの全体動作を示すメインフローチャート、図１３は、図１２のバッテリ状態制御処理の内容を示すフローチャート、図１４は、図１３の第１バッテリＳＯＣ制御処理の内容を示すフローチャート、図１５は、図１３の第２バッテリＳＯＣ制御処理の内容を示すフローチャート、図１６は、図１２の回生発電制御および充電時劣化検出処理の内容を示すフローチャート、図１７は、図１６に示す充電時劣化検出処理の内容を説明するための概略図である。
【００７０】
図１２において、図２と共通するステップには、図２と同一の符号を付して詳しい説明を省略する。図１２は、図２と比較して、Ｓ１０００、Ｓ２０００、Ｓ３０００、Ｓ６０００及ぶＳ７０００の各動作が共通する。
【００７１】
ステップＳ４０００Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、バッテリ状態制御処理を行う。このバッテリ状態制御処理では、バッテリ１２０、１３０の充電状態ＳＯＣ１、ＳＯＣ２が低下し過ぎるとバッテリ１２０、１３０の劣化が進むため、各バッテリ１２０、１３０の充電状態ＳＯＣ１、ＳＯＣ２が所定値以下にならないように各バッテリ１２０、１３０の充電状態ＳＯＣ１、ＳＯＣ２を制御する。このバッテリ状態制御処理の内容は、図１３のフローチャートに示す通りである。
【００７２】
まず、ステップＳ４１００Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリＳＯＣ制御処理を行う。この第１バッテリＳＯＣ制御処理では、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１を一定の範囲内に制御する。ここで、「一定の範囲」は、第１バッテリ１２０の特性を考慮して、決定される。例えば、リチウムイオンバッテリの場合、ＳＯＣは高すぎても低すぎても劣化が進むため、通常、リチウムイオンバッテリは、ＳＯＣが適当な範囲（例えば、４０〜６０％）内にある状態で使用される。本実施の形態では、この範囲の上限と下限をそれぞれ５％狭めて、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１を４５〜５５％の範囲内に制御する（下限値＝４５％、上限値＝５５％）。また、例えば、第１バッテリ１２０がリチウムイオンバッテリの場合を想定して、回生発電による充電の余地を残すために、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が４５％以上Ａ％（通常は、例えば、５０％）未満の範囲で発電機１１０の強制発電のＯＮ（開始）／ＯＦＦ（停止）を切り替える。この第１バッテリＳＯＣ制御処理の内容は、図１４のフローチャートに示す通りである。
【００７３】
まず、ステップＳ４１１０Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、発電機１１０が強制発電中であるか否かを判断する。この判断の結果として、発電機１１０が強制発電中である場合は（Ｓ４１１０Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ４１２０Ａに進み、発電機１１０が強制発電中でない場合は（Ｓ４１１０Ａ：ＮＯ）、ステップＳ４１５０Ａに進む。
【００７４】
ステップＳ４１２０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、さらに、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が所定値Ａ％以上であるか否かを判断する。ここで、「所定値Ａ」は、通常は、例えば、５０（％）に設定される。ただし、車速が上がれば上がるほど、回生エネルギは大きくなるため、次の減速時の回生エネルギに備えて、所定値Ａの値を下げるようにする。例えば、車速が６０ｋｍ／ｈ以下では５０％、８０ｋｍ／ｈ以下では４９％、１００ｋｍ／ｈ以下では４８％、などのように設定する。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１がＡ％未満である場合は（Ｓ４１２０Ａ：ＮＯ）、ステップＳ４１３０Ａに進み、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１がＡ％以上である場合は（Ｓ４１２０Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ４１４０Ａに進む。
【００７５】
ステップＳ４１３０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１がＡ％未満であるため、発電機１１０の強制発電を継続する。これにより、発電機１１０にて強制的に発電された電力が、第１バッテリ１２０に充電される。その後、制御手順は、ステップＳ４１５０Ａに進む。
【００７６】
一方、ステップＳ４１４０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１がＡ％以上であるため、回生発電による充電の余地を残すべく、発電機１１０の強制発電を停止する。これにより、発電機１１０にて強制的に発電された電力の第１バッテリ１２０への充電が、停止される。その後、制御手順は、ステップＳ４１５０Ａに進む。
【００７７】
ステップＳ４１５０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が４５％未満であるか否かを判断する。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が４５％未満である場合は（Ｓ４１５０Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ４１６０Ａに進み、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が４５％以上である場合は（Ｓ４１５０Ａ：ＮＯ）、直ちに図１３のフローチャートにリターンする。
【００７８】
ステップＳ４１６０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の充電状態ＳＯＣ１が４５％未満に低下したため、発電機１１０の強制発電を開始する。これにより、発電機１１０にて強制的に発電された電力が、第１バッテリ１２０に充電される。その後、制御手順は、図１３のフローチャートにリターンする。
【００７９】
次に、ステップＳ４２００Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリＳＯＣ制御処理を行う。この第２バッテリＳＯＣ制御処理では、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２を一定の範囲内に制御する。ここで、「一定の範囲」は、第２バッテリ１３０の特性を考慮して、決定される。例えば、鉛バッテリの場合、ＳＯＣが満充電（１００％）の状態から低下するほどバッテリの劣化が進むため、通常、鉛バッテリは、満充電（ＳＯＣ＝１００％）に近い状態で使用される。本実施の形態では、例えば、第２バッテリ１３０が鉛バッテリの場合を想定して、回生発電による充電の余地を残すために、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９０％以上９５％未満の範囲で第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への強制充電のＯＮ（開始）／ＯＦＦ（停止）を切り替える。この強制充電のＯＮ（開始）／ＯＦＦ（停止）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を制御することによって切り替えられる。この第２バッテリＳＯＣ制御処理の内容は、図１５のフローチャートに示す通りである。
【００８０】
まず、ステップＳ４２１０Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０が強制充電中であるか否かを判断する。この判断の結果として、第２バッテリ１３０が強制充電中である場合は（Ｓ４２１０Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ４２２０に進み、第２バッテリ１３０が強制充電中でない場合は（Ｓ４２１０Ａ：ＮＯ）、ステップＳ４２５０に進む。
【００８１】
ステップＳ４２２０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、さらに、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％以上であるか否かを判断する。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％未満である場合は（Ｓ４２２０Ａ：ＮＯ）、ステップＳ４２３０Ａに進み、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％以上である場合は（Ｓ４２２０Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ４２４０Ａに進む。
【００８２】
ステップＳ４２３０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％未満であるため、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への強制充電を継続する。すなわち、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１４.５Ｖに維持する。これにより、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への充電が、強制的に行われる。その後、制御手順は、ステップＳ４２５０Ａに進む。
【００８３】
一方、ステップＳ４２４０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％以上であるため、回生発電による充電の余地を残すべく、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への強制充電を停止する。すなわち、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１２.５Ｖに戻す。これにより、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への充電が、停止される。その後、制御手順は、ステップＳ４１５０Ａに進む。
【００８４】
ステップＳ４２５０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９０％未満であるか否かを判断する。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９０％未満である場合は（Ｓ４２５０Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ４２６０Ａに進み、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９０％以上である場合は（Ｓ４２５０Ａ：ＮＯ）、直ちに図１２のメインフローチャートにリターンする。
【００８５】
ステップＳ４２６０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ３が９０％未満に低下したため、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０への強制充電を開始する。すなわち、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０の出力電圧を１４.５Ｖに上げる。これにより、第１バッテリ１２０から第２バッテリ１３０に電力が供給され、第２バッテリ１３０が強制的に充電される。その後、制御手順は、図１２のメインフローチャートにリターンする。
【００８６】
次に、ステップＳ５０００Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、回生発電制御および充電時劣化検出を行う。この回生発電制御および充電時劣化検出の内容は、図１６のフローチャートに示す通りである。
【００８７】
まず、ステップＳ５０５０Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、車両が減速中である、か否かを判断する。ここで、車速が所定値以上であるか否かを判断するのは、現在の車速が回生発電に適しているか否か、つまり、回生発電に必要な運動エネルギが車両にあるか否かを判断するためである。回生エネルギは車両の運動エネルギを電気エネルギに変換したものあり、車速が低いと運動エネルギも小さいため、回生エネルギ量は期待できない。また、車両が減速中であるか否かは、例えば、車両の車速情報に基づいて、または、ブレーキの踏み込み度（ブレーキが踏まれているか否か）に基づいて判断される。この判断の結果として、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）以上であり、かつ、車両が減速中である場合は（Ｓ５０５０Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ５１００Ａに進み、そうでない場合、つまり、車速が所定値（１０ｋｍ／ｈ）未満であり、または、車両が減速中でない（つまり、加速時や定常走行時、アイドリング時など）場合は（Ｓ５０５０Ａ：ＮＯ）、直ちに図１２のメインフローチャートにリターンする。
【００８８】
ステップＳ５１００Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０の充電状態（ＳＯＣ１）が所定値（例えば、５５％）以下であるか否かを判断する。この所定値（５５％）は、上記の上限値である。この判断の結果として、第１バッテリ１２０の充電状態（ＳＯＣ１）が所定値（５５％）を超えている場合は（Ｓ５１００Ａ：ＮＯ）、ステップＳ５１５０Ａに進み、第１バッテリ１２０の充電状態（ＳＯＣ１）が所定値（５５％）以下である場合は（Ｓ５１００Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ５２００Ａに進む。
【００８９】
ステップＳ５１５０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、発電機１１０の発電を停止させる。その後、制御手順は、図１２のメインフローチャートにリターンする。
【００９０】
一方、ステップＳ５２００Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、発電機１１０に対して発電制御を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１５０は、発電機１１０への出力指令値を目標値に設定して出力する。ここで、「目標値」は、第１バッテリ１２０を充電するのに必要な電圧であり、例えば、３６Ｖのリチウムイオンバッテリの場合、４２Ｖである。
【００９１】
そして、ステップＳ５２５０Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、発電機１１０にて発電される回生電力が所定値（例えば、発電電流が１００Ａ）以上であるか否かを判断する。発電される回生電力が低いと、第１バッテリ１２０への充電電力も低く、正確な劣化検出は期待できない。発電機１１０にて発電される回生電力は、車速に依存する。この判断の結果として、発電される回生電力が所定値以上である場合は（Ｓ５２５０Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ５３００Ａに進み、発電される回生電力が所定値未満である場合は（Ｓ５２５０Ａ：ＮＯ）、直ちに図１２のメインフローチャートにリターンする。
【００９２】
ステップＳ５３００Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、さらに、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％以上であるか否かを判断する。これは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を一時的に停止させた場合に、第２バッテリ１３０から電装品１８０への電力供給が可能であるか否かを判定するためである。この判断の結果として、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％以上である場合は（Ｓ５３００Ａ：ＹＥＳ）、ステップＳ５３５０Ａに進み、第２バッテリ１３０の充電状態ＳＯＣ２が９５％未満である場合は（Ｓ５３００Ａ：ＮＯ）、直ちに図１２のメインフローチャートにリターンする。
【００９３】
ステップＳ５３５０Ａでは、電源ＥＣＵ１５０は、電動コンプレッサ１７０を停止させる。これにより、発電機１１０にて発電される回生エネルギの電動コンプレッサ１７０への供給が中止される。
【００９４】
そして、ステップＳ５４００Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を停止させる。これにより、発電機１１０にて発電される回生エネルギの電装品１８０および第２バッテリ１３０への供給が中止される。この状態において、発電機１１０にて発電される回生エネルギはすべて、第１バッテリ１２０に供給されることになる。
【００９５】
そして、ステップＳ５４５０Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、第１バッテリ１２０に対して電流と電圧の同時測定を行う。このとき、電源ＥＣＵ１５０は、例えば、図１７（Ａ）に概略的に示すように、第１バッテリ１２０への充電電力が大きくなる瞬間に、第１バッテリ１２０の電流と電圧を同時に測定できることになる。電流と電圧の測定は、少なくとも２点について行う。
【００９６】
そして、ステップＳ５５００Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、電動コンプレッサ１７０を始動させる。
【００９７】
そして、ステップＳ５５５０Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を始動させる。
【００９８】
そして、ステップＳ５６００Ａで、電源ＥＣＵ１５０は、劣化判定を行う。具体的には、電源ＥＣＵ１５０は、ステップＳ５４５０で測定した複数点の電流と電圧を用いて、次の式（１）により、内部抵抗ｒを算出する。内部抵抗ｒは、バッテリ劣化の指標の１つである。例えば、図１７（Ｂ）に概略的に示すように、電流と電圧を座標軸として、測定した複数点の電流と電圧をその座標平面上にプロットすると、近似直線の傾きが内部抵抗ｒとなる。図１７に示す２点の測定値（５０Ａ，３９Ｖ）、（１５０Ａ，４０Ｖ）を用いて、式（１）を解くと、内部抵抗ｒは、ｒ＝０.０１Ωとなる。式（１）を内部抵抗ｒについて解くためには、最低２点の測定が必要であるが、劣化判定の精度を上げるためには３点以上の測定を行うようにしてもよい。
Ｅ＋ｒＩ＝Ｖ          …（１）
ここで、Ｅ：起電力
ｒ：内部抵抗
Ｉ：電流
Ｖ：電圧
【００９９】
また、電源ＥＣＵ１５０は、算出した内部抵抗ｒを所定の判定値と比較して、第１バッテリ１２０の劣化の有無を判定する。判定の結果は、ＲＡＭなどの記憶装置に格納されるとともに、ユーザに警告される。その後、制御手順は、図１２のメインフローチャートにリターンする。
【０１００】
このように、本実施の形態によれば、車両減速時に、他のデバイス（例えば、電動コンプレッサ１７０やＤＣ／ＤＣコンバータ１４０など）の動作を一時的に停止して、発電機１１０にて発電される回生エネルギを第１バッテリ１２０に集中して充電させることができる。そのため、第１バッテリ１２０の劣化を高精度に検出することができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、バッテリの劣化を検出するためのパラメータとして、電流と電圧を同時に測定して、内部抵抗を算出するようにしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、特許文献１に記載された方法を用いて、メインバッテリの出力が大きくなる瞬間における、電圧変化の傾き、または、バッテリ電圧の落ち込みを算出するようにしてもよい。
【０１０２】
２０１０年３月３１日出願の特願２０１０−０８１９７８および２０１０年３月３１日出願の特願２０１０−０８１９７９の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明に係る車両用電源装置は、バッテリの劣化検出の精度をより向上することができる車両用電源装置として有用である。
【符号の説明】
【０１０４】
１００  電源システム
１１０  発電機
１２０、１３０  バッテリ
１２２、１３２  電流センサ
１４０、１７２  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５０  電源ＥＣＵ
１６０  スタータ
１６２  スタータリレー
１７０  電動コンプレッサ
１８０  一般負荷（電装品）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年9月28日(2012.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
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【国際調査報告】
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